JPS5846706A - 電気−音響変換器用可聴周波増幅器のブリツジ出力段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は七ノリシックに集積回路化でき且つ加入者電話
セットや医用電子装置で聴取に困難な時電気−音響変換
器に使用される、電源電圧が低しｚ可聴周波受信増幅器
用のブリッジ出力段に関するものである。

加入者電話セット用の受信増幅器の出力段は、信号が変
動しても、電流消費が厳密に一定でな各テればならない
。事実、１線型話回線の装置が接続されている端子は同
時に装置の電源端子であると共に、装置が電気信号に変
換するを要する信号の出力端子であり、それ故もし受信
増ｍ参内で電流消費に変動があると間違って信号の変動
と考えられてしまう。

電源電圧が低い２ｉＩ電話回線に接続されている受信増
幅器の出力段は電流消費も「電圧損」（ｖｏｌｔａｇｅ
　１ｏｓｓ　）も小さくなけれ番ゴならなし１６但し、
電圧損とは正規の動作状態で、回線の端子間の電圧と、
電気−音響賢換器が接続されているナミツクレン□ジの
制限が小さくなる。゛しかじ、電話の場合は、電圧損が
僅かに増大しても電流消費が最小になるように試みる方
が重要である。

電流消費レベルが小さい時信号に最高のダイナミックレ
ンジを与える可聴周波受信増幅器の出力段はブリッジ形
の回路構成を有するものである。

例えば電話でモノリシックに集積化でき且つ使用できる
可聴周波受信増幅器廟の既知の出力段はぜ第１図に示す
ように、一対の直流電流発生器ムｌ及びム８と、一対の
ｎ−ｐ−ｎ形バイポーラトランジスタＴ、及びＴ４とに
より構成されるブリッジ配置管具える。

トランジスタＴ、のコレクタと、トランジスタ１番のコ
レクタとには夫々点ム及びＢで電気−音響変換器！只の
第１及び第３の端子に接続されるが、その先では夫々直
流電流発生器を介して電源電圧発生器の正極＋ｖ０゜に
接続される。トランジスタ！、及び！、のエミッタを電
源電圧発生器の会極−Ｗｏｏに接続する。トランジスタ
Ｔ！及びＴ４のペースはトランジスタｌｒｓ及びＴ４を
夫々制御するｎ−ｐ−ｎバイポーラトランジスタＴｔｓ
及びＴ１４のエミッタに接続すると共に、夫々抵抗Ｒ，
及びＲ４を介して電源電圧発生器の貴極−”００に接続
す”る。トランジスタＴｌｚ及びＴ１４のコレクタは＋
ＶＯＯに接続し、トランジスタＴ１．及びＴ１４のベー
スは信号源（図示せず）に接続する。この信号源はこれ
らのトランジスタ’ｌ’ｘｓ及びＴ１４を逆相で制御す
る。

このタイプのブリッジ出力段の電流消費はほぼ一定で、
たとえ信号がない時でも電流発生器ム、及びＡ、から供
゛給される電流の和に略しい。

電流発生器Ａｌ及びＡ８は活性領域で動作するｐ−ｎ−
ｐ形バイポーラトランジスタで構成するのが共形的で、
トランジスタのエミッタを＋ｖ０゜に接続し、コレクタ
を夫々トランジスタＴ、及びＴ゛のコレクタに接続する
。この既知の出力段の盛 全型圧損は飽和状態でのｎ−ｐ−ｎ形の一方のトランジ
スタＴ、又はＴ、のコレクターエミッタ電圧’　ｖＯＥ
　ｓａｔ　）と、飽和状態での電流発生器Ａ１又はム畠
のｐ−ｎ−ｐ形のトランジスタの一方のコレクターエミ
ッタ電圧’　ｖ（Ｊ、ｓａｔ　）との和に等しい。但し
、能動領域の限界においてであｇ０本発明によれば、第
１．！−１第２と、第８と、第４の半導体回路要素を真
え′、各々綻第１及び第２の端子並びに制御端子を有し
、第１及び第８の半導体回路要素が第一１の導電形を有
し、第２及び第４の半導体回路要素が第１の導電形と反
対の第２の導電形を有し、第１及び第８の半導体回路要
素の第１の端子な共通の直流電流発生回路手段を介して
＠１の電源極に接続し、第２及び第４の半導体回路要素
の第１の端子を第１の電源極と反対の第３の電源極に接
続し、第１の半導体回路要素の館３の端子を第８の半導
体回路要素の第３の端子に接続すると共に、電気音響変
換器の第１の端子に接続するための第１の端子に接続し
、第８の半導体回路要素紫の第１゛の端子を第４の半−
抹回路要索の第３の端子に接ｉする゛と共に、電気音響
変換器の第３の端子に接続するための第２の端子に接続
し、第３の半導体回路要素の制御端子と第４の半導体回
路要素の制御端子とが逆相で入力信号を受は取るための
入力端子を構成し、更に第３の導電形を′有し且つ各々
が少なくとも１個の第１及び第２の端子並びに制御端子
を有する第５及び第６の半導体回路要素を設け、これら
の第５と第６の半導体回路要素′の各々の第１の端子を
共通直流電流発生器を介して第８の電源極に接続し、第
５と第６の半導体回路要素の制御端子を第５と第６の半
導体回路要素が逆相で且つ夫々第“８及び第４の半導体
回路要素と同相で制御されるように入力、端子に接続し
、第５の半導体回路要素の第２の端子を第８の半導体回
路要素の制御端子に接続−すると共に、第１の抵抗要素
を介して基準電圧回路手、段に接続し、第６の半導体回
路要素の第３の端子を第１の半導体回路要素の制御入力
端子に接続すると共に、第８の抵抗要素を介して基準電
圧′回路手段に接続したことを特徴とする電気−音響変
換器用可聴周波増幅器のプ・リッジ出力段が提供される
。

コノよう辷すればモノリシックに集積回路化で・き且つ
従来技術のブリッジ出力段よりも電流の吸収が小さく、
電圧損の方はほぼ等しい、電源電圧が低い可聴周波受信
増幅器のブリッジ出力段が与えられる。

一実施例を挙げて図面につき本発明の詳細な説明する〇 第１図と第８図を通して同一の要素には同じ符号な付し
た。

可聴周波受信増幅器のブリッジ出力段は１、第２図に示
すように、一対のｐ−ｎ−ｐ形バイポーラＦランジスタ
Ｔ１−及びＴ、と、一対のｎ−ｐ−ｎ形バイポーラトラ
ンジスタテ、及びＴ４とを具える。

トランジスタＴｌ及びＴ８のコレクタは夫々トランジス
タＴ、及びＴ４のコレク、りに接続する。これらの３本
の接続路は一対の端子ム及びＢを与え、これらの端子ム
及びＢに夫々電気−音響トランスデユーサ！Ｒの第１の
端子と第８の端子を接続するＯ　　・ トランジスタＴ１のエミッタはトランジスタＴ８のエミ
ッタにｖＭ！する。そ１てその途中の棲続点を抵抗ＲＥ
を介して電圧源の正極＋ｖｏＯに接続すると共に、直接
ｐ−ｎ−ｐ形バイポーラシランジスタＴ　のエミッタに
接続する。トランスデユーサ のベースはコレクタに短絡し、そのコレクタ・ま直流電
流発生器ム３を介して電圧源の負極−ｖｏＯに接続する
。トランジスタ〒３及びＴ−のエミッタ６−１直接負極
−ＴｏＯに接続する。

トランジスタ？、”のベースは抵抗−を介シて負極−’
ＶＯＯに接続すると共に、ｎ−ｐ−ｎ形バイボーラシラ
ンジスタＴｌｌのエミッタに接続する。トランジスタ〒
４のベースは抵抗Ｒ６を介して負極−■。。に接続する
と共に°、ｙｌ−ｐ−ｎ形パイが一うシランジスタＴ１
４のエミッタに接続する。トランジスタＴ１ｉ及び′ｒ
１．のコレクタは正極＋ｖ００に接続する。トランジス
タＴ１１及びＴｏ、のペースｉｔ信号源（図示せず）に
接続する。この信号源番まこれらの）う゛ンジスタＴ□
及び・Ｔ１４を逆相で制御する。。

第２図に示す出力段はまた一対のｒｌ　−ｐ　’−ｎ影
バイボーラシランジ・スタＴ、及びＴ６を具えるが１、
これらのトランジスタ！、及びＴ６のベースも信号源に
接続する。この信号源はこれらのトランジスタ！、及び
ＴＩｌ　ｒｔ互に逆相で且つ夫々トランジスタ〒１１及
びＴ１４と同相になるように制御する。トランジスタ〒
８・及びＴ６のエミッタは一つに接続し、共通直流電流
源ムｌを介して負極−Ｗｏｏに接続する。

トランジスタＴ、及びＴ６のコレクタは夫々接続点鵞及
び１で）ランジスタ〒８及びＴｏのベースに接続する。

これらの接続点Ｉ及びｒは夫々抵抗Ｒ８及び１ｔｌを介
してｐ−ｎ−ｐ形パイ、ポーラトランジスタ′１１８の
コレクタに接続する。トランジスタテ・のエミッタは抵
抗Ｒ８を介して正極＋ＶＯＯに接続し、−ベースは直接
トランジスタテマのコレクタに接続する。・ 第３図に示す回路の動作は下記の通りである。

トランジスタ’１’、、のコレクタ電流からトランジス
タテ及びＴ、のベース電流を差し引いたもやがトランジ
スタ！、及びＴ６を介して流れるが、これは直流電流源
ム１によりセットされ、一定である。・□゛・・トラン
ジスタＴ８のエミッタ電流も一定となり、このため抵抗
Ｒ８両端間には一定のＷ圧降下ｖＲ８が生ずる。

ＶＲｓ　＋　ＶＢＥＴ＠　−ｖＲＥ　＋　ｖＢＥＴｙで
あるから、当業者には既知の手段を用いＣ例えば直流電
流源ム１とＡ、とを同じにする）ることにより、トラン
ジスタＴｌのベース−エミッタ電圧ｖＢＲ：Ｔｙをトラ
ンジスタＴ８のベース−エミッタ電圧ｖＢＥガと等しく
する、即ち ｖＢＥＴｖ　＝　ｖＢＥＴｓ とすることができる。この時抵抗ＲＥ両端間の雪圧ＶＲ
ｇは抵抗Ｒ８両端間の電圧降下ＶＲ８に等しくなる。即
ち、 ＶＲＫ　−ＶＲ＠ それ放電圧ＶＲＩは一定となる。このため、抵抗ＲＥを
流れる電流ＩＲＥは予じめ定めることができ、一定とす
ることができる。

それ故両端子間に電圧降下ｖＲＩＣを生ずる抵抗Ｒ］ｃ
は直流電流源と看做すことができる。

盲流嘗流発生器ム、により供給される電流工ＲＥ・の一
定部工ム怠がトランジスタテフを流れる。ＩＲＥの残り
がブリッジのトランジスタＴ１．＊　Ｔｌ　＋　７１及
びテ、並びに３個の端子ムとＢの間の電気−音響咬換器
、Ｔ　Ｒを流れる。ブリッジ要素内を流れ、る直流電流
ＸＲＨ−Ｉム３の分布、従ってトランスデユーサ内を流
れる正味の電流は信号により一決、まる。

信号が５ない場合は、ト１．ランジスタ中１及びＴ、を
流れる電流がトランジスタ？、及びＴ４を流れる電流に
等しくなり、トランスデユーサＴＲを流れる正味の電流
は零に等しい。　　　　、 この出力段ではトランスデユーサＱＴ、を流、れる電流
だけでなく、トラ、ンジスタＴ１及びＴ８１．を流れる
電流も、トランジスタＴ、及びＴ６により：、増幅され
、変・換されるべ、き信号の関数として変化す、る。信
号が予しめ定められたレベル４を越えると、全電流”Ｒ
１−ｘム、が８個のトランジスタＴ１及び・テ、の一方
だけを流れ、これにより従来鯖術の出・５力段に対して
２、電気、−音響、変換器の電力は等しいにもか−わら
ず、電流消費がほぼ半分ですむ。

例えば、変換さるべき信号がトランジスタＴ４・のコレ
クタ電流を増大させ、トランジスタＴ、のコレクタ電流
を減少させ、その結果端子ムから電気−音１変換器ＴＲ
を通って端子Ｂに電流が流れる場合を考察する。Ｆラン
ジスタテ６のコレクタ電流は同時に増大し、トランジス
タＴｓのコレクタ電流は減少し、この結果抵抗Ｒ１，両
端間の電圧降下が増大し、抵抗Ｒ８両端間の電圧降下が
減少する。これに加えて、トランジスタＴｌのベース−
エミッタ電圧及びベース電流が増大し、トランジスタＴ
８のベース−エミッタ電圧及びベース電流が減少する。

蓋し、トランジスタＴｌのコレクタ電流が増大し、トラ
ンジスタＴ、のコレクタ電流が減少するからである。こ
の結果従来技術の回路に比して電気−音響変換器ＴＲを
流れる電流が略しくでも回路の電流消費は小さくなる。

信号がトランジスタＴ、のコレクタ電流を増大させ、ト
ランジスタＴ４のコレ・クタ電流を減少させる時は１、
ブリッジ出力段は上述したところと同じ態様で、但し上
述したところと対称的に動作する。

・　電圧槽はｎ−ｐ−ｎ）ランジスタのコレクターエミ
ッタ飽和電圧と、ｐ−ｎ−ｐ）ランジスタのコレクター
エミッタ電圧と、抵抗ＲＥ両端間の電圧降下との和に等
しい。而して抵抗Ｒ８はＶＲ，、従ってＶＲｇがずっと
小さいＣ普通は０．０６　Ｖ以下）ような値を有する。

それ故ｐ−ｎ−ｐ）ランジスタのコレクターエミッタ飽
和電圧と、抵抗ＲＢ両端聞の電圧降下との和は実際には
ｐ−ｎ−ｐ）ランジスタの飽和電圧にほぼ等しい。従っ
て本発明に係るブリッジ出力段の電圧槽は従来技術のブ
リッジ出力段の電圧槽にほぼ等しい。

この可聴周波受信層ｌｌ１ｊ器用の好適なブリッジ出力
段は既知の集積技術を用いてそノリシック半導体プ豐ツ
クに集積するのに殊に適している。

以上本発明の唯一つの実施例を述べただけであるが、本
発明の範囲内で種々の変更を加えることができる。例え
ば−抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ１はダイオードで置き換えるこ
とができる。また直接信号源に接続する代りに、トラン
ジスタＴ及びＴ６のベ−スを夫々トランジスタＴ１．及
び！□、のエミッタに接続してもよい。また、トランジ
スタＴＩＩ及びＴ６により構成される差動構造は一層複
雑な差動構造により蓋き換えることができ、トランジス
タ〒１及びＴ８はダーリントン形の回路で置き換えるこ
とができる。更に、当業者には既知の適当な回路の変更
を加えた上で、前述した回路に含まれるバイポーラトラ
ンジスタを全て又は一部電界効果シランジスタで置き換
えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知の可聴周波受信増幅器のブリッジ、１出力
段の回路図、 ゛第３図は本発明の一実施例のブリッジ出力段の回路図
である。 Ｔ・・・トランジスタ（半導体回路要″葉を構成するＲ
・・・抵抗要素（Ｒ８・・・第１の抵抗要素、Ｒ１・・
・＠Ｓの抵抗要素、ＲＩＣ・・・第８の抵抗要素、Ｒ８
・・・第４の抵抗要素）、＋Ｖ、；。・・・第１の電源
極％　’−”００・・・第８の電源極、〒Ｒ・・・電気
音響変換器、ム・・・直流電流発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　第１と、第２と、第８と、第４の半導体回路要素を
   具え、各々が第１及び第２の端子並びに制御端子を有し
   、第１及び第８の半導体回路要素が第１の導電形を有し
   、第２及び第４の半導体回路要素が第１の導電形と反対
   の第３の導電形を有し、第１及び第８の半導体回路要素
   の第１の端子を共通の直流電流発生回路手段を介して第
   １゛の電源極に接続し、第２及び第４の半導体回路要素
   の第１の端子を第１の電源極と反対の第８の電源極に接
   続し、第１の半導体回路要素の第３の端子を第３の半導
   体回路要素の第３の端子に接続する゛と共に、電気音響
   変換器の第１の端子に接続するための第１の端子に接続
   し、第８の半導体回路要素の第８の一子を第４の半導体
   回路要素の第３の端子に接続すると共に、電気音響変換
   器の第３の端子に接続するための第３の端子に接続し、
   第２の半導体回路要素の制御端子と第４の半導体回路要
   素の制御端子とが逆相で入力信号を受は取るための入力
   端子を構成し、更に第３の導電形を有し且つ各々が少な
   くとも１便の第１及び第２の端子並びに制御端子を有す
   る第６及び第６の半導体回路要素を設け、これらの第５
   と第６の半導体回路要素あ各々の第１の端子を共通直流
   電流発生器を介して第２の電源極に接続し、第５と第１
   ６の半導体回路要素の制御端子を゛第５と第６の半導体
   回路要素が逆相で且つ夫々第３及び第４の半導体回路要
   素と同相で制御されるように入力端子に接続し、第６の
   半導体回路要素の第３の端子を第８の半導体回路要素の
   制御端子に接続すると共に、第１の抵抗要素を介して基
   準電圧回路手段に接続し、第６の半導体回路要素の第３
   の端子を第１の半導体回路要素の制御入力端子に接続す
   ると共に、第３の抵抗要素な介して基準電圧回路手段に
   接続したことを特徴とする電気−音響変換器用可＊ｍ波
   増ＩＩ器のブリッジ出力段。 ｔ　第５と第６の半導体回路要素の制（側端子を夫々第
   ２と第４の半導体回路要素の入力端子に接続したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気−音響変換
   器用可聴周波増幅器のブリッジ出力段◎ ＆　第１と第２の抵抗要素を抵抗としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第寥項記家の電気−音響変
   換器用可糖周波増５ｌｉｔのブリッジ出力段。 ４　第１と第２の抵抗要素をダイオードとしたことを特
   徴とする特許請求の＊Ｗ第１項又は第３項記載の電気−
   音響変換器用可聴周波増幅器のブリッジ出力段。 ａ　共通直流電流発生回路手段に第８の抵抗要素と、第
   １の導電形を有し且つ少なくとも１個の第１及び第８の
   端子並びに制御端子を有する第７の半導体回路要素とを
   設け、この第７の半導体回路要素の第１の端子と制御端
   子とを直流電流発生器を介して第２の電ｍ秒に接続し、
   第３の端子を第１の半導体回路ＩＰＩｍの第１の端子と
   第３の半導体回路要素の第１の端子との間の接続点に接
   続すると共に、第８の抵抗要素を介して第１の電源極に
   接続し、基準電圧回路手段に第１の導電形を有し且つ第
   １及び第２の端子並びに制御端子を有する第８の半導体
   回路要素を設け、この第８の半導体回路要素の第１の端
   子警−第４の抵抗要素を介して第］の電源極に接続し、
   第８の半導体回路要素の制御端子を第７の半導体回路要
   素の第１の端子に接続し、第８の半導体回路要素の第３
   の端子を夫六第１及び第２の抵抗Ｉ’ｌｌを介して第５
   及び第６の半導体回路要素の第３の端子に接続したこと
   を特徴とする特許請求の範囲前記各項のいずれか一項に
   記載の電気−音響変換器用可５聴周波増部器のブリ□ヘ ツジ出、力段。 １　第４の抵抗要素を抵抗としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電気−音響変換器用可聴周波増
   幅器のブリッジ出力段。 〃　半導体回路要素の少なくとも一つを夫々半導体回路
   要素の第１及び第２の端子並びに制御端子である第１及
   び第３の端子並びに制御端子を有するトランジスタメし
   たことを特徴とする特許請求の範囲前記各項のいずれか
   一項に記載の電気−書響変換器用可聴周波増幅器のブリ
   ッジ出力段。 ＆　・第２と第４の半導体回路要素が各々同一導電形で
   且つ第１．及び第３の端子並びに制御端子を有する第１
   （Ｔ、及び’ｌ’４　）及び第８のトランジスタを具え
   、第１のトランジスタの第１及び第３の端子並びに第３
   の）ランジスタの制御端子が半導体回路要素自体の夫々
   第１及び第３の端子並びに制御端子を構成し、第３のト
   ランジスタの第１の端子が第１のトランジスタの制御端
   子に接続されると共に、抵抗を介して第３の電源極に接
   続され、第８の）ランジスタの第３の端子が第１の電源
   極に接続されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は特許請求の範囲第３項に従属しない特許請求の範囲
   第８項ないし第１項のいずれか一項に記載の電気−音響
   変換器用可聴周波増幅器のブリッジ出力段０ 甑　第鵞゛と第４の半導体回路要素が各々同一導電形で
   且つ第１及び第３の端子並びに制御端子を有する第１及
   び第３のトランジスタを具え、第１のトランジスタの第
   １及び第３の端子並びに第３のトランジスタの制御端子
   が半導体回路要素自体の夫々第１及び第３の端子並びに
   制御端子を構成し、第２の半導体回路要素の第３のトラ
   ンジスタの第１の端子が第３の半導体回路要素の第１の
   トランジスタの制御端子に接続されると共に、第６−の
   半導体回路要素の制御端子に接続され且つ抵抗を介して
   第３の電ｆＩｉｌｌｉに接続され、第４の半導体回路要
   素の第２のトランジスタの＃！１の端子が第４の半導体
   回路要素の第１のトランジスタの制御端子に彎続される
   と共に、第６の回路警音の制御端子に接続され且つ抵抗
   を介して第２の電源極に接続され、第３と第４の半導体
   回路要素の第３のトランジスタの第３の端子が第１の電
   源極に接続される特許請求の範囲第３項又は特許請求の
   範囲第３項に従属する特許請求の範囲第８項ないし第１
   項のいずれか一項に記載の電気−音響変換器用可聴周波
   増幅器のブリッジ出力段。 １α　第１と第８の半導体回路要素が各々同一導電形を
   有し、各々第１及び第３の端子並びに制御端子を有する
   第１と第３のトランジスタ１を具え、第１のトランジス
   タの第１及び第８の端子並びに第８のトランジスタの制
   御端子が半導体回路要素自体の夫々第１及び第２の端子
   並びに制御端子を構成し、第２のトランジスタの第１及
   び第３の端子を第１のトランジスタの制御端子に接続す
   ると共に、第３の電源極に接続したことを特徴とする特
   許請求の範囲前記各項のいずれか一項に記載の電気−音
   響変換器用可聴周波増幅器のブリッジ出力段。 ＩＬ　　）ランジスタをバイポーラトランジスタとし、
   各トランジスタの第１の端子、制御端子及び第３の端子
   を夫々バイポーラトランジスタのエミッタ、ベース及び
   コレクタとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第１０項のいずれか一項に記載の電気−音響変換
   器用可聴周波増幅器のブリッジ出力段。 ｌ亀　トランジスタを電界効果トランジスタとし各トラ
   ンジスタの第１の端子、制御端子及び第３の端子を電界
   効果トランジスタのソースゲート及びドレインとしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１０項の
   いずれか一項に記載の電気−音響変換器用可聴周波増幅
   器のブリッジ出力段。 １＆　特許請求の範囲前記各−項のいずれか一項に記載
   のブリッジ出力段を具える可聴周波増幅器。 １表　特許請求の範囲第１８項記載の可聴周波増幅器を
   具える電話セット。 １１Ｌ　　特許請求の範囲第１８項記載の可聴周波増幅
   器を具える補聴器０